综述:ATF3在肿瘤细胞应激反应与铁死亡串扰中的作用

【字体: 时间:2025年06月04日 来源:Critical Reviews in Oncology/Hematology 5.5

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了激活转录因子3(ATF3)在肿瘤细胞应激反应(DDR/ER stress/ISR/氧化应激)与铁死亡(ferroptosis)中的双向调控作用,揭示其通过调控铁代谢(TfR1/FPN)、脂质过氧化(ACSL4/LOX)及抗氧化系统(GPX4/GSH)影响肿瘤进展的分子机制,为靶向ATF3的联合治疗策略提供理论依据。

  

Abstract
细胞应激(如DNA损伤、代谢紊乱和氧化还原失衡)触发多种应激反应通路,包括DNA损伤反应(DDR)、内质网应激(ER stress)、整合应激反应(ISR)和氧化应激。ATF3作为ATF/CREB家族成员,在应激条件下被激活,通过调控代谢稳态参与疾病进程,其表达水平与多种肿瘤预后相关。本文综述ATF3在应激反应与铁死亡中的双重角色,强调其通过DDR、ER stress和氧化应激调控铁死亡的机制,为肿瘤治疗提供新视角。

Introduction
ATF3是响应紫外线、缺血、炎症等刺激的关键转录因子,其功能具有环境依赖性。在肿瘤中,ATF3既可促进基因组稳定性,又能通过应激反应介导程序性细胞死亡。铁死亡作为铁依赖的新型细胞死亡方式,与应激反应存在复杂串扰:应激通过铁代谢(TfR1/FPN)、脂质过氧化(PL-PUFA/LOX)和抗氧化系统(GPX4/GSH)调控铁死亡敏感性,而ATF3是这一过程的核心枢纽。

ATF3表达调控机制
ATF3基因位于1q32.3,其启动子P1/P2受ATF2/c-Jun、ATF4等转录因子调控。表观遗传修饰中,DNA甲基化抑制ATF3转录,而组蛋白去乙酰化酶(HDAC1/3)抑制可提升其表达。翻译后修饰方面,泛素化(MDM2介导)促进ATF3降解,SUMO化(K42位点)和乙酰化则增强其稳定性。

ATF3在DNA损伤反应中的双重作用
DDR通过ATM/ATR-Chk1/2通路激活ATF3。在胶质瘤中,ATF3通过抑制p38-E2F1轴阻碍同源重组修复(HR),增强替莫唑胺敏感性;同时通过cGAS-STING通路促进铁死亡。此外,ATF3与p53协同调控DR5表达,决定细胞凋亡或周期阻滞的命运选择。

内质网应激与ATF3的互作
ER stress通过PERK/eIF2α/ATF4通路上调ATF3,后者激活CHOP和NOXA诱导凋亡。在食管鳞癌中,ATF3通过NOX4升高ROS水平,引发线粒体功能障碍;而在肾癌中,BAP1通过抑制ATF3促存活。值得注意的是,ATF3介导的ER stress与铁死亡形成正反馈:钙离子紊乱和CAPN2激活进一步加剧铁死亡。

氧化应激与铁死亡的桥梁作用
ATF3通过Nrf2/Keap1调控HO-1表达,在胃癌中增强顺铂耐药性,而在黑色素瘤中促进凋亡。NOX4产生的H2O2通过Fenton反应加剧脂质过氧化,ATF3对此具有双向调控——在胶质瘤中促进NOX4表达,而在结肠癌中通过CBS维持GSH合成。

铜死亡与双硫死亡的潜在关联
ATF3通过上调SLC31A1促进铜死亡(cuproptosis),而其在双硫死亡(disulfidptosis)中的作用尚不明确。值得注意的是,SLC7A11作为两者共同靶点,可能成为ATF3调控新型细胞死亡方式的枢纽。

治疗展望
靶向ATF3的联合策略(如PDI+HDACi)在胰腺癌模型中显示显著抑瘤效果。然而,ATF3的“双刃剑”特性需警惕——在结肠癌中其高表达导致5-FU耐药。未来需开发基于单细胞测序的精准调控方案,结合铁死亡诱导剂与放化疗,优化肿瘤微环境干预策略。

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